Lte в сетях сотовой связи. LTE: как работает и правда, что всё готово

Беспроводная связь сегодня, без преувеличения, является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей.

Новые технические и технологические решения появляются буквально каждый год, и то, что в прошлом году было новинкой и вершиной технического прогресса, сегодня нередко оказывается необходимостью для каждого пользователя. Одной из таких новинок, значение которой еще не успели оценить все пользователи, является технология LTE.

Что значит слово LTE?

Все мы в последнее время неоднократно встречали буквы LTE в рекламных текстах, посвященных современным системам связи. Это аббревиатура английского выражения Long Term Evolution , которое в переводе на русский язык означает «долгосрочная эволюция» .

Так сегодня называют новую технологию передачи данных в беспроводных телефонных и интернет-сетях.

Что такое LTE в телефоне?

Для обычных телефонов, не являющихся смартфонами, стандарт LTE недоступен. Т.е. тем, кто пользуется простыми телефонами, обеспечивающими только возможность мобильной связи и несколько простейших функций, никак не получится подключиться к сети LTE.


Для этого необходимо купить новый смартфон, поддерживающий эту технологию. Поскольку она предназначена, в первую очередь, для реализации всех возможностей беспроводного интернета, то владельцам простых телефонов она, в общем-то, не нужна.

Что такое LTE в смартфоне?

Если в вашем смартфоне есть поддержка LTE, вы сможете пользоваться этой сетью, предоставляющей намного более качественные услуги связи. Для подключения нужна специальная сим-карта, предусматривающая возможность пользования LTE сетью. Пока еще не все операторы связи могут ее предложить, и не на всей территории нашей страны она реализована.

LTE обеспечивает высокую скорость обмена информационными пакетами, достигающую 10 Мбит в секунду или даже выше. Благодаря этому операторы могут предоставлять услуги беспроводного интернета с высоким качеством и по существенно более низкой цене.

Пользователи сети LTE со своего смартфона получают возможность неограниченного доступа к мультимедийному интернет-контенту, онлайн-играм, интернет-телевидению, интернет-телефонии, видеосвязи, причем все это в качестве, аналогичном проводному интернету.

Что такое LTE в Айфоне?

Айфоны последних поколений, начиная с 5С и 5S, обладают возможностью работы в сетях LTE. Однако вначале в программное обеспечение Айфонов встраивалось ограничение, запрещающее им подключаться к российским сетям.

Только после того, как российские операторы напрямую вышли на руководство Apple, дело сдвинулось с мертвой точки. Сегодня возможность подключения Айфонов к своей LTE сети получили абоненты Билайна и Мегафона .


Вполне возможно, что вскоре и другие российские операторы связи, в том числе региональные, реализуют подключение Айфонов к своим сетям LTE. В сети Билайн, к примеру, скорость обмена данными составляет впечатляющие более 50 Мбит в секунду.

В чём разница между LTE и 4G?

Стандарты беспроводной связи определяются авторитетной организацией – Международным Союзом электросвязи. В 2008 году она приняла стандарты для нового поколения связи 4G. В соответствии с ними пропускная способность сети должна составлять 100 Мбит в секунду для движущихся устройств и 1 Гбит – для неподвижных.

Сети LTE не полностью соответствуют этим требованиям (кроме LTE-Advanced), поэтому они, строго говоря, не являются сетями 4-го поколения (4Generation, или 4G). Тем не менее, на сегодняшний день это наиболее современный скоростной стандарт беспроводной связи, массово реализованный не только в нашей стране, но и во многих государствах Европы и мира.

Чем отличаются LTE и 3G?

По отношению к 3G стандарт беспроводной связи LTE является намного более качественным и скоростным. Он обеспечивает повышение скорости обмена данными примерно в 10 раз, что, несомненно, обеспечивает больший комфорт для пользователей.


Наиболее совершенный вариант этого стандарта, LTE-Advanced, является уже полноценной 4G сетью, но и обычный LTE на голову превосходит возможности 3G.

Мы привыкли, что нас окружают мобильные устройства. Все они, как правило, подключены к интернету, который предоставляет нам возможности неограниченного общения, учебы, работы, развлечений. Сегодня без доступа к сети мы даже не можем представить свою жизнь!

Поскольку обычный, проводной интернет (как, впрочем, и использование точек доступа Wi-Fi) не дает той свободы действий, которую может предоставить мобильный интернет, соответственно, на портативных устройствах (смартфонах, планшетах) мы используем именно последний. Услуги такого интернета предоставляются операторами мобильной связи при помощи SIM-карты. О том, как работает такая сеть и что нужно для того, чтобы иметь возможность пользоваться мобильным интернетом постоянно, расскажем в данной статье.

Что такое мобильный интернет?

Итак, из самого словосочетания, представленного выше, становится понятно, что это - формат связи устройства со Всемирной сетью, который предполагает отсутствие каких-либо проводов или ограничений, связанных с дальностью перемещения устройства (в разумных пределах). Это значит, что вы не должны находиться возле Wi-Fi-передатчика для того, чтобы иметь доступ к интернету. Пользователь имеет возможность сидеть в социальных сетях в дороге, на даче и даже за городом, проверять почту, читать новости и выполнять прочие подобные задачи на свое усмотрение. Единственное ограничение, разумеется, - это необходимость пребывать в зоне покрытия вашего оператора. Скажем, поехать в тайгу, где «не ловит» даже мобильная сеть, и ждать, пока загрузится ваша страница «ВКонтакте», бессмысленно.

Форматы связи

Такой интернет, который не требует подключения к проводам и передается на большие расстояния, функционирует в разных форматах и на определенных диапазонах частот. В зависимости от этого выделяют 3 формата связи: 2G, 3G и 4G (LTE). По сути, это просто разные поколения соединения, которые указаны в порядке возрастания их «инновационности».

Нас больше всего, конечно, интересует самый новый формат - то, что такое LTE (в смартфоне или планшете эта маркировка, которая указывает на возможность работы в формате 4G). Он считается наиболее передовым в мире, поскольку был введен в действие относительно недавно. Сегодня как в России, так и во всем мире, операторы строят сеть для передачи данных с применением технологии LTE. Соответственно, и абонентская база пользователей таким интернетом растет с каждым днем.

LTE (4G) - это...

Таким образом, связь 4-го поколения - это формат предоставления услуг мобильного интернета, который уже доступен и пользователям из РФ. От предыдущих поколений, собственно, такая связь отличается механизмом передачи и иной технологией. Таким образом, LTE обладает некоторыми особенностями. В их число входит, например, более высокая скорость скачивания.

Для сравнения на практике: формат 2G может загрузить фильм за 6-7 часов, интернет третьего поколения - примерно за час; тогда как интернет LTE способен сделать это за 10-15 минут.

Чтобы понять, что такое LTE в смартфоне, с которого фильмы, как правило, не скачивают, приведем такой пример: скорость загрузки песен в сети интернета 4-го поколения превышает аналогичный параметр в сетях 3G в 10-15, а 2G - почти в 40 раз! Впечатляет, не правда ли?

Устройства, которые поддерживают 4G

Еще одной особенностью сети LTE являются устройства, которые способны поддерживать этот тип связи. Дело в том, что не каждый аппарат, принимающий SIM-карту, может функционировать в диапазонах этого типа связи. Чтобы узнать, имеют ли смартфоны 4G (LTE) поддержку, нужно обратиться к характеристикам моделей. Некоторые производители также указывают поддержку работы с 4G еще и в названии телефона или планшета. Приведем краткий тому пример.

На сайте интернет-магазина вы можете увидеть, что продается смартфон Asus Zenfone 5 (LTE). Очевидно, что именно последняя приставка и указывает на то, что это устройство сможет работать со скоростным мобильным интернетом. Если же в названии будет отмечено просто «3G», то, скорее всего, устройство не поддерживает связь четвертого поколения.

Смартфоны с LTE на Android

Если вы хотите использовать скоростной мобильный интернет в будущем, предлагаем обзор смартфонов LTE - наиболее популярных устройств, функционирующих на ОС «Андроид», которые дадут возможность работать в сети 4-го поколения.

Для начала следует отметить, что к таким относятся преимущественно самые новые флагманские модели. Это обусловлено, в первую очередь, малым сроком присутствия интернета LTE на отечественном рынке.

Что же касается самих моделей устройств, то лучший Huawei LTE-смартфон - это, согласно отзывам, Ascend G6. Внешне он строг и лаконичен, имеет привлекательный дизайн, намекающий на то, что телефон относится к «бизнес»-сегменту. При этом устройство функционирует на мощном четырехъядерном процессоре, оснащено дисплеем с отличной цветопередачей. Разумеется, называется смартфон Huawei Ascend G6 (LTE), что свидетельствует о его способности работать со скоростным мобильным интернетом.

Другой пример - это лучший у Lenovo LTE-смартфон Vibe Z2 Pro. Устройство также имеет полное название, содержащее приставку LTE. Оно относится к премиум-сегменту и, кстати говоря, по техническим характеристикам не уступает лучшим моделям Samsung и Apple. Правда, стоимость устройства не отстает от его «технологичности». Производитель еще и поддержку 2 SIM-карт подключил к этой модели.

Еще можно вспомнить о том, какой есть у всемирно известного корейского производителя LTE-смартфон. Samsung предлагает свои «флагманские» модели (Galaxy S5, S6, Alpha) с модулем поддержки мобильного интернета четвертого поколения. Об этом также можно узнать из характеристик устройств.

Смартфоны с LTE на iOS

Раз уж затронули тему Android-устройств, не помешало бы упомянуть и телефоны от Apple. Так, согласно официальной информации, начиная с iPhone 5-го поколения, все следующие модели имеют поддержку LTE. Включить или отключить этот формат мобильного интернета пользователь может в настройках устройства.

Следует отметить, что делается это для того, чтобы сэкономить заряд батареи. На самом деле, работа в сети четвертого поколения имеет один большой недостаток - это быстрая разрядка телефона. Поэтому разумным можно назвать ход производителя, предоставляющего право включать поддержку 4G владельцу устройства в тех случаях, когда ему это необходимо. А «ВП»-смартфоны (телефоны под управлением Windows Phone) такой функции не имеют - в них передачу данных можно отключить только в целом на устройстве.

Операторы, которые предоставляют 4G

Зная, что такое LTE в смартфоне, вы, возможно, хотели бы подключить и свой гаджет к интернету такого формата. Правильно, а кому не хотелось бы работать в сети на высокой скорости? Поэтому, скорее всего, информация об операторах 4G-интернета, которые ведут свою деятельность на территории России, будет вам полезна. Впрочем, здесь и так все понятно: те же компании, которые обслуживают абонентов в сфере мобильной связи, предлагают и услуги высокоскоростного мобильного подключения. В частности, это МТС, «Мегафон», Beeline и Tele2.

Отдельно следует упомянуть еще одного «игрока» рынка, возможно, менее известного, чем другие, - Yota. Особого внимания этот оператор заслуживает хотя бы по той причине, что все тарифы у него безлимитные, а абонентская плата зависит от скорости, на которой предоставляются услуги мобильного интернета. Собственно, о тарифах поговорим в следующей части нашей статьи.

Тарифы на мобильный интернет 4G

В целом логика всех компаний, предоставляющих услуги связи, одинакова: наличие нескольких тарифных планов (как правило, 3-4), которые отличаются между собой объемом предоставляемого пакета данных в формате 4G. Самый дорогой план может предполагать наличие неограниченного количества мегабайт или большого количества данных (36 Гб, например).

Стоимость всех планов колеблется в диапазоне 200-300 рублей РФ за самый простой тариф и до 800-1200 рублей за тот, который даст максимальную свободу в использовании сети. Примечательно, что безлимитные пакеты есть не у всех. Поэтому будьте внимательны, выбирая тариф.

Скажем так: для смартфона наличие 5-10 Гб дает огромные возможности. Для планшета этот показатель, конечно, должен быть равен 20-30 Гб для более-менее комфортного пользования.

Как подключиться к LTE?

Если вы узнали, что такое LTE в смартфоне, и надумали подключаться, вот вам простейшая инструкция, которая универсальна для всех операторов.

Первое - определитесь с тарифом и компанией, у которой хотели бы заказать услуги.

Второе - купите SIM-карту (имеется в виду стартовый тариф) оператора в любом салоне связи.

Далее необходимо активировать пакет, выполнив комбинацию простейших действий (например, позвонить в колл-центр или набрать комбинацию *111# - все зависит от вашего оператора). После чего нужно пополнить номер на указанную в стоимости тарифного плана сумму (это правило действует в том случае, если вам в качестве бонуса не предоставили бесплатный пакет данных).

Готово! Ваш смартфон работает в сети 4G, и если в той местности, где вы находитесь, есть сигнал, может принимать и передавать данные на высокой скорости!

Особенности использования

Как показывают отзывы пользователей, работавших с сетью LTE, скорость ее использования действительно радует. Особенно это можно проследить сейчас, пока не так много владельцев устройств пользуется данной технологией. Специалисты отмечают, что с течением времени, по мере наполнения сети новыми абонентами скорость LTE тоже будет падать.

Есть отзывы, которые отмечали и некоторые недостатки интернета четвертого поколения. Первый мы уже упоминали - это высокий расход заряда батареи телефона. Пользуясь интернетом 4G, вы «посадите» батарею на смартфоне за считанные часы. Поэтому не стоит забывать дома зарядное устройство, если хотите пользоваться таким форматом передачи данных.

Еще некоторые пользователи сообщают о возможных перебоях в работе интернета. Так, специальные программы для теста показывают, что в процессе нормальной работы устройства попадаются моменты длительностью в 5-10 секунд, когда LTE-интернет пропадает. Разумеется, если вы в это время загружали любимый фильм, закачка может сбиться, что определенно доставляет неудобства.

В целом же, конечно, интернет четвертого поколения обеспечивает высокую мобильность своим пользователям. Попробуйте и вы - может, понравится!

Технология LTE – что это такое? В современном мире инновационных технологий беспроводной связи наблюдается стремительное развитие. Многие уже наверняка слышали о технологии LTE, но не каждый понимает, что это такое, и зачем оно вообще нужно.

Благодаря огромному количеству всевозможных планшетных ПК, смартфонов и ноутбуков, которые имеются на отечественном рынке, пользователи все больше и чаще нуждаются в высокоскоростном беспроводном интернет соединении. А, как известно – спрос рождает предложение. Вот и здесь, мобильные операторы, учитывая огромный спрос, просто вынуждены предоставить своим абонентам более качественное и скоростное соединение.

Именно по этой причине в современные сети мобильной связи активно внедряются новые технологии, наиболее перспективной из которых является именно технология LTE. Сегодня мы наблюдаем постепенный переход от 3G к четвертому поколению связи, и именно технология LTE позволяет сделать это плавно и незаметно для пользователей. Это объясняется тем, что реализация LTE возможна в разных частотных диапазонах.

1. Что означает LTE?

Ответ на вопрос, что значит LTE - Long Term Evolution, что в переводе на русский язык означает – длительная эволюция. Изначально в качестве четвертого поколения мобильной связи планировалось использовать технологию WiMAX, но в силу множества факторов, свидетельствующих в пользу LTE, WiMAX все же был отодвинут на второй план.

LTE – это уникальная технология построения сети мобильной связи, которая относится к четвертому поколению связи. Построена эта технология на базе IP-технологий, а это означает, технология обладает повышенной скоростью передачи информации. Стандарт LTE был разработан и утвержден международным партнерским объединением 3GPP.

Некоторые считают, что технология LTE это простое усовершенствование третьего поколения связи, однако это мнение ошибочно. На самом деле LTE – это более глубокое и значительное изменение. Это переход от систем стандарта CDMA (WCDMA) к системам OFDMA. Помимо этого технология LTE знаменует переход от системы, которая использует коммутацию каналов, к системе, использующей коммутацию пакетов (е2е IP).

Что такое стандарт LTE? Это новая система связи, которая внедряется в имеющиеся сети, и обеспечивающая более высокие скорости интернет соединений.

2. Цели разработки стандарта LTE

В первую очередь стандарт связи LTE был разработан для достижения следующих целей:

• Снижение стоимости передачи информации по беспроводной сети;
• Существенное повышение скорости передачи данных;
• Расширение спектра предоставляемых услуг и снижение их стоимости;
• Увеличение гибкости применения уже имеющихся систем мобильной связи.

Главной целью разработки стандарта LTE является увеличение скорости передачи данных по беспроводным сетям. Все остальные цели автоматически будут достигнуты при достижении первой. Интеграция технологии LTE предоставляет возможность создания высокоскоростных систем мобильной связи, которые будут оптимизированы именно для пакетной передачи дынных. При этом скорость в канале приема (download), теоритически, составляет 326 Мбит/с, а в канале отдачи (upload) – 75 Мбит/с.

Однако учитывая тот факт, что технология еще находится в стадии доработки и только начала внедряться в действующие сети фактическая скорость передачи данных немного разниться с теоритической и в идеальных условиях составляет 100 Мбит/с при приеме сигнала и 50 Мбит/с при отдаче. Стоит отметить, что на сегодняшний день даже такие показатели достигаются далеко не везде. Хотя в любом случае скорость передачи данных в сети LTE значительно выше, нежели в 3G.

3. Поддержка голосовой связи в сети LTE

Как говорилось выше, технология LTE находится в стадии доработки и только внедряется в действующие сети, однако многие задают вопрос, - режим LTE что это такое? Возможна ли в данной сети голосовая связь?

Изначально технология LTE полностью разрабатывалась на основе IP-протоколов. Из-за этого данная технология, в основной своей форме, способна поддерживать исключительно передачу данных. Однако в настоящий момент ведутся активные разработки, которые позволят операторам предложить своим абонентам некоторые решения, позволяющие использовать голосовую связь в сети LTE.

Уже сегодня разрабатываются такие IP-решения, которые предоставят такую же функциональную совместимость, бесперебойную работу, а также гибкость, какую способны предложить имеющиеся мобильные технологии второго и третьего поколений.

4. LTE на iPhone 5s и что такое LTE: Видео

Такие возможности имеются у IMS. Это мультимедийные подсистемы, которые используют протоколы IP. Именно IMS предоставляет мобильным операторам возможность оказывать услуги высококачественной голосовой связи LTE. При этом сеть LTE строится таким образом, чтобы в случае выхода абонента из зоны покрытия LTE, он автоматически переключается на 3G без потери связи.

В планах операторов мобильной связи планируется следующий сценарий развития. Для начала будет построена сеть LTE только для передачи данных. Для голосовой связи будут использоваться уже имеющиеся сети 3G и 2G. Однако с течением времени планируется полностью перейти на LTE, как для передачи данных, так и для голосовой связи (VoLTE – Voice-over-LTE) на базе IMS.

Технология VоLТЕ – это спецификация голосовой передачи трафика от систем канальной коммутации и СМС к системам пакетной коммутации. Другими словами, благодаря VоLТЕ голосовой трафик будет передаваться непосредственно через связь LTE с применением IMS.

5. Преимущества технологии LTE

В первую очередь стоит понимать, что LTE – это не революционный, а эволюционный путь в развитии мобильной связи. Ведь для внедрения данной технологии используется уже имеющаяся инфраструктура. Даже не смотря на то, что сети третьего поколения еще долго будут использоваться во всех странах мира, технология LTE и четвертое поколение связи – это будущее мобильных сетей. Это объясняется целым рядом неоспоримых и очевидных преимуществ:

• Существенно более высокая пропускная способность и, соответственно, более высокая скорость интернета;
• Простота. Технология LTE поддерживает гибкие варианты полосы пропускания с несущей частотой 1,4-20 МГц. Помимо этого данная технология поддерживает дуплексную передачу данных с возможностью разделения сигналов по частоте (FDD), а также по времени (TDD);
• Низкая задержка. Технология LTE имеет значительно меньшую задержку при передаче данных для протоколов плоскости пользователя. Это открывает массу возможностей, к примеру, у абонентов появляется возможность играть в многопользовательские онлайн-игры;
• Более широкий спектр абонентских мобильных устройств. Планируется оснащать модулями LTE не только мобильные телефоны (смартфоны) и планшетные ПК, но и ноутбуки, видеокамеры, игровые приставки, а также другие бытовые и портативные приборы.

Добрый день, Хабр!

Сегодня я бы хотел познакомить сообщество с LTE. Каждый уважающий себя специалист уже в курсе, что такое LTE, даже на Хабре были статьи - раз , два , три , но на мой взгляд все они не до конца раскрывают суть. Я же попытаюсь остановиться более подробно на всех аспектах. За подробностями прошу под кат.

Немного истории

Работа 3GPP над LTE началась в ноябре 2004 года в формате открытого обсуждения, доступного для любых заинтересованных организаций (в том числе и не членов 3GPP). С декабря 2004 проходило изучение соответствия LTE базовым требованиям, сформулированным в 3GPP TR 25.913.

В ноябре 2005 года были выбраны основные технологии радиодоступа для использования в стандарте LTE. Ими стали OFDMA на нисходящем и SC-FDMA на восходящем канале. В июле 2006 года был завершен этап изучения и начались работы по созданию стандарта. В сентябре 2007 года была завершена спецификация LTE. Спецификации 8 версии были заморожены в декабре 2008, и это послужило основанием для первой волны оборудования LTE. В сентябре 2009 были представлены спецификации LTE 10 версии, с этого времени технология стала называться LTE-Advanced. В конце ноября 2010 года Международный союз электросвязи официально признал LTE-Advanced стандартом беспроводной связи четвёртого поколения 4G. Формально LTE версии 7, 8, 9 (которое пока и используется во всём мире) не является технологией 4G, т.к. не признан Международным союзом электросвязи. Отбросить все эти формальности удалось в следующей версии стандарта. Именно эта, десятая, версия и последующие получили суффикс «Advanced» и признание. Новое название технологии произошло от термина “IMT-Advanced”, который ввёл Международный союз электросвязи для того, чтобы отличать новое поколение мобильных систем, технические возможности которых выходят за рамки IMT-2000. Требования к IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications-Advanced) предъявляются следующие:

• Глобальная функциональность и роуминг;
• Высокая энергоэффективность;
• Взаимодействие с другими радиосистемами доступа (обратная совместимость);
• Улучшенные пиковые скорости передачи данных, чтобы поддерживать усовершенствованные службы и приложения;
• Высокий уровень безопасности системы;

Из этой схемы видно, что структура сети сильно отличается от сетей стандартов 2G и 3G. Существенные изменения претерпела и подсистема базовых станций, и подсистема коммутации. Была изменена технология передачи данных между оборудованием пользователя и базовой станцией. Также подверглись изменению и протоколы передачи данных между сетевыми элементами. Вся информация (голос, данные) передается в виде пакетов. Таким образом, уже нет разделения на части обрабатывающие либо только голосовую информацию, либо только пакетные данные.

Можно выделить следующие основные элементы сети стандарта LTE:

• Serving SAE Gateway или просто Serving Gateway (SGW) – обслуживающий шлюз сети LTE. Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций. SGW имеет прямое соединение с сетями второго и третьего поколений того же оператора, что упрощает передачу соединения в /из них по причинам ухудшения зоны покрытия, перегрузок и т.п. В SGW нет функции коммутации каналов для голосовых соединений, т.к. в LTE вся информация, включая голос коммутируется и передается с помощью пакетов.
• Public Data Network SAE Gateway или просто PDN Gateway (PGW) – шлюз к сетям передачи данных других операторов для сети LTE. Основная задача PGW заключается в маршрутизации трафика сети LTE к другим сетям передачи данных, таких как Интернет, а также сетям GSM, UMTS.
• Mobility Management Entity (MME) – узел управления мобильностью сети сотовой связи стандарта LTE. Предназначен для обработки сигнализации, преимущественно связанной с управлением мобильностью абонентов в сети.
• Home Subscriber Server (HSS) – сервер абонентских данных сети сотовой связи стандарта LTE. Представляет собой большую базу данных и предназначен для хранения данных об абонентах. Кроме того, HSS генерирует данные, необходимые для осуществления процедур шифрования, аутентификации и т.п. Сеть LTE может включать один или несколько HSS. Количество HSS зависит от географической структуры сети и числа абонентов.
• Policy and Charging Rules Function (PCRF) – элемент сети сотовой связи стандарта LTE, отвечающий за управление начислением платы за оказанные услуги связи, а также за качество соединений в соответствии с заданными конкретному абоненту характеристиками.

Организация информационных каналов

Есть три категории, в которые могут быть сгруппированы различные каналы передачи данных:

• Логические каналы – предоставляет услуги среднего уровня управления доступом MAC (Medium Access Control) в пределах структуры протокола LTE. Логические каналы по типу передаваемой информации делятся на логические каналы управления и логические каналы трафика. Логические каналы управления используются для передачи различных сигнальных и информационных сообщений. По логическим каналам трафика передают пользовательские данные.
• Транспортные каналы - транспортные каналы физического уровня предлагают передачу информации в MAC и выше. Информацию логических каналов после обработки на RLC/MAC уровнях размещают в транспортных каналах для дальнейшей передачи по радиоинтерфейсу в физических каналах. Транспортный канал определяет как и с какими характеристиками происходит передача информации по радиоинтерфейсу. Информационные сообщения на транспортном уровне разбивают на транспортные блоки. В каждом временном интервале передачи (Transmission Time Interval, TTI) по радиоинтерфейсу передают хотя бы один транспортный блок. При использовании технологии MIMO возможна передача до четырех блоков в одном TTI.
• Физические каналы – это каналы передачи, которые переносят пользовательские данные и управляющие сообщения. Они изменяются между восходящим и нисходящим потоками, поскольку каждый из них имеет различные требования и действует по-своему.

И напоследок

О планах построить в России сеть LTE «Скартел» объявил в 2010 году, а уже 20 декабря 2011 была запущена первая (или вторая, если считать Казань, в котором сеть проработала сутки) в России сеть LTE - в Новосибирске. Ждём, скрестив пальцы, запуска LTE в 2012 году в других городах.

Сеть стандарта LTE не так давно была одобрена консорциумом 3GPP. Благодаря использованию такого радиоинтерфейса удается получить сеть с беспрецедентными эксплуатационными параметрами в плане максимальной скорости, с которой осуществляется передача данных, времени задержки при пересылке пакетов, а также спектральной эффективности. Авторы говорят, что запуск сети LTE позволяет более гибко использовать радиоспектр, мультиантенную технологию, адаптацию канала, механизмы диспетчеризации, организацию повторной ретрансляции данных и регулирование мощности.

Предыстория

Мобильная широкополосная связь, которая базируется на технологии передачи пакетов данных на высокой скорости по стандарту HSPA, уже стала достаточно широко признанной пользователями сотовых сетей. Однако необходимо и дальше производить совершенствование их обслуживания, к примеру, используя увеличение скорости трансляции данных, минимизацию времени задержки, а также увеличение общей емкости сети, так как требования пользователей к услугам подобной связи постоянно повышаются. Именно с этой целью и была произведена спецификация радиоинтрфейсов HSPA Evolution и LTE консорциумом 3GPP.

Основные отличия от ранних версий

Сеть стандарта LTE отличается от ранее разработанной системы 3G улучшенными техническими характеристиками, включая максимальную скорость, с которой осуществляется передача информации - более 300 мегабит за секунду, задержка пересылки пакетов не превышает 10 миллисекунд, а спектральная эффективность стала гораздо выше. Построение сетей LTE можно осуществлять как в новых частотных полосах, так и в уже имеющихся у операторов.

Данный радиоинтерфейс позиционируется как решение, на которое постепенно операторы будут переходить с систем стандартов, существующих на данный момент, это 3GPP и 3GPP2. А разработка этого интерфейса - это достаточно важный этап на пути формирования стандарта IMT-Advanced сетей 4G, то есть нового поколения. Фактически в спецификации LTE уже содержится большинство функций, которые изначально предназначались для систем 4G.

Принцип организации радиоинтерфейса

Радиосвязь обладает характерной особенность, которая состоит в том, что радиоканал по качеству не является постоянным во времени и пространстве, а зависит от частоты. Тут необходимо сказать и о том, что параметры связи меняются относительно быстро в результате многолучевого распространения радиоволн. Чтобы поддерживать постоянную скорость обмена информацией по радиоканалу, обычно применяется целый ряд способов свести к минимуму подобные изменения, а именно - различные методы разнесенной передачи. Одновременно с этим в процессе передачи пакетов информации пользователи не всегда могут заметить кратковременные колебания битовой скорости. Режим сети LTE предполагает в качестве основного принципа радиодоступа не уменьшение, а применение стремительных изменений качества радиоканала для того, чтобы обеспечить максимально эффективное использование радиоресурсов, доступных в каждый момент времени. Это реализуется в частотной и временной областях посредством технологии радиодоступа OFDM.

Устройство сети LTE

Что это за система, можно понять, только разобравшись, как она организована. В ее основу заложена обычная технология OFDM, предполагающая по нескольким узкополосным поднесущим. Применение последних в совокупности с циклическим префиксом позволяет сделать связь на базе OFDM устойчивой к временным дисперсиям параметров радиоканала, а также дает возможность практически исключить необходимость в использовании сложных эквалайзеров на принимающей стороне. Это обстоятельство оказывается весьма полезным для организации нисходящего канала, так как в этом случае удается упростить обработку сигналов приемником на главной частоте, что позволяет снизить стоимость самого терминального устройства, а также мощность, потребляемую им. И это становится особенно важно в случае использования сети 4G LTE вместе с передачей в режиме нескольких потоков.

Восходящий канал, где излучаемая мощность существенно ниже, чем в нисходящем, требует обязательного включения в работу энергоэффективного метода передачи информации для увеличения зоны покрытия, снижения принимающим устройством, а также его стоимости. Проведенные исследования привели к тому, что теперь для восходящего канала LTE используется одночастотная технология трансляции информации в форме OFDM с дисперсией, соответствующей закону дискретного Подобное решение позволяет обеспечить меньшее отношения среднего и максимального уровня мощности в сравнении с применением традиционной модуляции, что позволяет повысить энергоэффективность и упростить конструкцию терминальных устройств.

Базовый ресурс, используемый при передаче информации в соответствии с технологией ODFM, можно продемонстрировать в виде частотно-временной сети, которая соответствует набору символов OFDM, и поднесущим во временной и частотной областях. Режим сети LTE предполагает, что в качестве основного элемента передачи данных тут использованы два ресурсных блока, которые соответствуют частотной полосе 180 килогерц и интервалу времени в одну миллисекунду. Широкий диапазон скоростей для передачи данных можно реализовать посредством объединения частотных ресурсов, настройки параметров связи, включая скорость кодирования и выбор модуляционного порядка.

Технические характеристики

Если рассматривать сети LTE, что это такое, станет понятно после определенных объяснений. Чтобы достичь высокие целевые показатели, которые установлены для радиоинтерфейса такой сети, его разработчиками был организован ряд достаточно важных моментов и функциональных возможностей. Далее будет описан каждый из них с подробным указанием на то, какое влияние они оказывают на такие важные показатели, как емкость сети, зона радиопокрытия, время задержки и скорость передачи данных.

Гибкость применения радиоспектра

Законодательные нормы, которые действуют в том или ином географическом регионе, влияют на то, как будет организована мобильная связь. То есть, в них предписывается радиоспектр, выделяемый в разных частотных диапазонах непарными или парными полосами разной ширины. Гибкость использования - это одно из важнейших преимуществ радиоспектра LTE, что позволяет задействовать его в разных ситуациях. Архитектура LTE сети позволяет не только работать в разных частотных диапазонах, но и использоватьем частотные полосы, имеющие различную ширину: от 1,25 до 20 мегагерц. Помимо этого, такая система может осуществлять работу в непарных и парных частотных полосах, поддерживая временной и частотный дуплекс соответственно.

Если говорить о терминальных устройствах, то при использованении парных частотных полос прибор может действовать в дуплексном или полудуплексном режиме. Второй режим, в котором терминалом осуществляется прием и передача данных в разное время и на различных частотах, привлекателен тем, что существенно понижает требования, выставляемые к характеристикам дуплексного фильтра. Благодаря этому удается уменьшить стоимость терминальных устройств. Помимо того, появляется возможность для введения в действие парных частотных полос с незначительным дуплексным разносом. Получается, что сети мобильной связи LTE можно организовать почти при любом распределении частотного спектра.

Единственная проблема при разработке технологии радиодоступа, где предусматривается гибкое применение радиспектра, - сделать устройства связи совместимыми. С такой целью в технологии LTE реализована идентичная кадровая структура в случае использования частотных полос различной ширины и разных дуплексных режимов.

Многоантенная трансляция данных

Применение многоантенной трансляции в системах мобильной связи позволяет улучшить их технические характеристики, а также расширить их возможности в плане абонентского обслуживания. Покрытие сети LTE предполагает использование двух методов многоантенной передачи: разнесенной и многопоточной, в качестве частного случая которой выделяется формирование узкого радиолуча. Разнесенную информацию можно рассматривать в качестве способа выравнивания уровня сигнала, который идет с двух антенн, что позволяет устранить глубокие провалы в уровне сигналов, которые принимаются от каждой антенны в отдельности.

Можно подробнее рассмотреть сеть LTE: что это и как она использует все указанные режимы? Разнесенная передача тут базируется на методе пространственно-частотного кодирования блоков данных, которое дополнено разнесением по времени с частотным сдвигом при применении четырех антенн одновременно. Разнесенную передачу используют обычно на общих нисходящих каналах, где нельзя применять функцию диспетчеризации в зависимости от того, в каком состоянии находится При этом разнесенная передача может быть использована для пересылки пользовательских данных, к примеру, трафика VoIP. Из-за относительно низкой интенсивности подобного трафика нельзя оправдать дополнительные накладные расходы, которые связаны с функцией диспетчеризации, упомянутой ранее. Благодаря разнесенной передаче данных удается повысить радиус сот и емкость сети.

Многопоточная передача для одновременной пересылки ряда потоков информации по одному радиоканалу предполагает использование нескольких приемных и передающих антенн, находящихся в терминальном устройстве и базовой сетевой станции соответственно. Это существенно увеличивает максимальную скорость трансляции данных. К примеру, если терминальное устройство снабжено четырьмя антеннами и такое количество имеется на базовой станции, то вполне реальной является одновременная передача по одному радиоканалу до четырех потоков данных, что позволяет фактически сделать его пропускную способность вчетверо больше.

Если используется сеть с небольшой рабочей нагрузкой либо маленькими сотами, то благодаря многопоточной передаче удастся добиться достаточно высокой пропускной способности для радиоканалов, а также эффективно использовать радиоресурсы. Если имеются большие соты и нагрузка высокой степени интенсивности, то качество канала не позволит использовать передачу в режиме мультипотока. В таком случае качество сигнала можно повысить, если задействовать несколько передающих антенн, чтобы сформировать узкий луч для передачи данных в

Если рассматривать сеть LTE - что это дает ей для достижения большей эффективности - то тут стоит заключить, что для качественной работы при различных эксплуатационных условиях в этой технологии реализована адаптивная мультипотоковая передача, которая позволяет постоянно регулировать количество потоков, передаваемых одновременно, в соответствии с постоянно изменяющимся состоянием канала связи. При хорошем состоянии канала можно осуществлять одновременную передачу до четырех потоков данных, что позволяет достичь скорости передачи до 300 мегабит за секунду при ширине частотной полосы в 20 мегагерц.

Если состояние канала не является настолько благоприятным, то передача производится меньшим количеством потоков. В данной ситуации антенны могут использоваться для формирования узкой диаграммы направленности, повышая общее качество приема, что в итоге приводит к увеличению пропускной способности системы и расширению обслуживаемой зоны. Чтобы обеспечить обширные зоны радиопокрытия либо передачу данных на высокой скорости, можно осуществлять передачу одного потока данных с узком луче либо задействовать на общих каналах разнесенную трансляцию данных.

Механизм адаптация и диспетчеризации канала связи

Принцип работы LTE сетей предполагает, что под диспетчеризацией будет подразумеваться распределение между пользователями сетевых ресурсов для передачи данных. Тут предусматривается динамическая диспетчеризация в нисходящем и восходящем каналах. Сети LTE в России настроены на данный момент так, чтобы сбалансировать каналы связи и общую производительность всей системы.

Радиоинтерфейс LTE предполагает реализацию функции диспетчеризации в зависимости от того, в каком состоянии находится канал связи. С ее помощью обеспечивается передача данных на высоких скоростях, что достигается за счет применения модуляции высокого порядка, передачи дополнительных потоков информации, уменьшения степень кодирования каналов, а также снижения количества повторных трансляций. Для этого задействованы частотные и временные ресурсы, характеризующиеся относительно хорошими условиями связи. Получается, что передача любого конкретного объема данных производится за более короткий промежуток времени.

Сети LTE в России, как и в других странах, построены так, что трафик сервисов, которые заняты пересылкой пакетов с небольшой полезной нагрузкой спустя одинаковые временные промежутки, может вызывать необходимость в увеличении объемов трафика сигнализации, который требуется для динамической диспетчеризации. Он может даже превосходить объем информации, транслируемой пользователем. Именно поэтому существует такое понятие, как статическая диспетчеризация сети LTE. Что это, станет понятно, если сказать, что пользователю выделяется радиочастотный ресурс, предназначенный для передачи какого-то конкретного числа подкадров.

Благодаря механизмам адаптации удается «выжать все возможное» из канала с динамическим качеством связи. Он позволяет выбрать схему канального кодирования и модуляции в соответствии с тем, какими условиями связи характеризуются сети LTE. Что это, станет понятно, если сказать, что его работа влияет на скорость трансляции данных, а также на вероятность возникновения в канале каких-либо ошибок.

Мощность в восходящем канале и ее регулирование

Этот аспект касается управления уровнем мощности, излучаемой терминалами, чтобы увеличить емкость сети, повысить качество связи, сделать зону радиопокрытия больше, снизить потребление энергии. Чтобы достичь перечисленных целей механизмами регулирования мощности, стремятся к максимальному увеличению уровня полезного входящего сигнала с одновременным снижением радиопомех.

Сети LTE "Билайн" и других операторов предполагают, что сигналы в восходящем канале остаются ортогональными, то есть между пользователями одной соты не должно быть взаимных радиопомех, по крайней мере, это касается идеальных условий связи. Уровень помех, которые создаются пользователями соседних сот, зависит о того, где находится излучающий терминал, то есть от того, как затухает его сигнал на пути к соте. Сеть LTE "Мегафон" устроена точно так же. Правильно будет сказать так: чем ближе терминал находится к соседней соте, тем выше будет уровень помех, которые он в ней создает. Терминалы, которые находятся на более значительном расстоянии от соседней соты, способны передавать сигналы большей мощности в сравнении с терминалами, находящимися с ней в непосредственной близости.

Благодаря ортогональности сигналов, в восходящем канале можно мультиплексировать сигналы от терминалов разной мощности в одном канале на одной и той же соте. Это означает, что нет необходимости компенсировать всплески уровня сигнала, которые возникают из-за многолучевого распространения радиоволн, а можно использовать их с целью увеличения скорости трансляции данных с применением механизмов адаптации и диспетчеризации каналов связи.

Ретрансляции данных

Почти любая система связи, и LTE сети в Украине не являются исключением, время от времени допускает ошибки в процессе пересылки данных, к примеру, из-за замирания сигнала, помех или шумов. Защита от ошибок обеспечивается за счет методов повторной передачи утраченных или искаженных частей информации, предназначенных для гарантии обеспечения высокого качества связи. Радиоресурс используется намного рациональнее, если протокол ретрансляции данных организован эффективно. Чтобы максимально полно использовать радиоинтерфейс высокой скорости, технология LTE обладает динамически эффективной двухуровневой системой ретрансляции данных, которая реализует Hybrid ARQ. Он характеризуется небольшими накладными расходами, необходимыми для обеспечения обратной связи и повторной посылки данных, дополненный протоколом селективного повтора высокой степени надежности.

Протоколом HARQ предоставляется приемному устройству избыточная информация, дающая ему возможность корректировать какие-то конкретные ошибки. Ретрансляция по протоколу HARQ приводит к формированию дополнительной информационной избыточности, которая может потребоваться в том случае, когда для устранения ошибок оказалось недостаточно повторной передачи. Ретрансляция пакетов, которые не прошли исправление протоколом HARQ, производится с использованием протокола ARQ. LTE сети на iPhone работают в соответствии с вышеописанными принципами.

Это решение позволяет гарантировать минимальную задержку трансляции пакетов с малыми накладными расходами, а надежность связи при этом гарантируется. Протокол HARQ позволяет обнаружить и исправить большую часть ошибок, что приводит к достаточно редкому использованию протокола ARQ, так как это сопряжено с немалыми накладными расходами, а также с повышением времени задержки при трансляции пакетов.

Является конечным узлом, который поддерживает оба эти протокола, обеспечивая тесную связь уровней двух этих протоколов. В числе разнообразных преимуществ подобной архитектуры можно назвать высокую скорость устранения ошибок, которые остались после работы HARQ, а также регулируемый объем информации, передаваемой посредством использования протокола ARQ.

Радиоинтерфейс LTE обладает высокими рабочими характеристиками, благодаря его основным компонентам. Гибкость применения радиоспектра позволяет задействовать данный радиоинтерфейс при любом доступном ресурс частот. Технология LTE предусматривает ряд функций, которые обеспечивает эффективное применение стремительно изменяющихся условий связи. В зависимости от состояния канала, функция диспетчеризации выдает лучшие ресурсы пользователям. Применение многоантенных технологий приводит к уменьшению замирания сигнала, а с помощью механизмов адаптации канала можно задействовать методы кодирования и модуляции сигнала, гарантирующие в конкретных условиях оптимальное качество связи.